POTPROEF MET ORGANISCHE EN ORGANO- MINERALE MESTSTOFFEN IN SLA

Transcriptie

1 POTPROEF MET ORGANISCHE EN ORGANO- MINERALE MESTSTOFFEN IN SLA Proefcode: OL11 SLBMND Offertecode: 10_055_AV Uitgevoerd in opdracht van: NutriDix nv Polderstraat Diksmuide Tel (0) Fax (0) peter.vanthomme@nutridix.com Door: Provinciaal Proefcentrum voor de Groenteteelt Oost-Vlaanderen vzw Karreweg Kruishoutem Tel (0) Fax (0) pcg@proefcentrum-kruishoutem.be Proefverantwoordelijke: Anneleen Volckaert Studieverantwoordelijke: Nico Vergote Directeur: Bruno Gobin Datum: 19/09/2011 Studieverantwoordelijke Nico Vergote Directeur Dr. B. Gobin Provinciaal Proefcentrum voor de Groenteteelt Oost-Vlaanderen vzw Karreweg 6, B-9770 Kruishoutem T: +32 (0) F: +32 (0) BTW: RPR: info@proefcentrum-kruishoutem.be Bank: LBK IBAN: BE BIC: BCGECHGG

2 Abstract NutriDix nv specialiseert zich in de productie van organische en organo-minerale meststoffen. Het doel van deze proef was de mineralisatie van 2 organische (Pro 2 en Pro 11) en 2 organo-minerale (Pro 1 en Pro 8) meststoffen in praktijkomstandigheden in een teelt van sla weer te geven. Niet alle organische stikstof komt immers even snel vrij, aan de hand van metingen zou dat in beeld kunnen gebracht worden. Er werd gekozen om Kjeldahl-N te analyseren omdat men ervan uit gaat dat de vrijgestelde nitrische stikstof snel wordt opgenomen door de plant en aldus geen juiste waarde weergeeft. Er werd getracht een antwoord te vinden op de kernvraag hoe lang blijft er Kjeldahl-N beschikbaar. Daarnaast werd ook de kropmassa en de plantkwaliteit beoordeeld. De correlatiecoëfficiënt tussen de gemeten Kjeldahl-N en de logaritmische trendlijn is klein. In feite kan er niet gesproken worden over een echte afbraakcurve. Wanneer we de curven toch beschouwen, merken we een ± identiek verloop voor Pro 2 en Pro 11, de twee zuiver organische meststoffen. Pro 8, de meststof die zowel organische stikstof als ureum en ammonium bevat, heeft een veel steiler verloop. Dat is logisch aangezien ammonium sneller omgezet of opgenomen kan worden. Onderstaande tabel probeert een antwoord te geven op de vraag hoe lang blijft er Kjeldahl-N beschikbaar?. Van de Pro 11 meststof blijft er, volgens deze formule, 24 weken Kjeldahl-N beschikbaar. Van de Pro 8 meststof is de Kjeldahl-N na 11 weken omgezet. Toch moeten deze waarden met enige voorzichtigheid beschouwd worden aangezien de correlatie tussen de meetwaarden en de trendlijn laag is. Object Vergelijking: y = Kjeldahl-N (in mg/kg) x = tijd (in weken) y = 0; x =? Pro 1 y = -1589ln(x) Pro 2 y = -1980ln(x) Pro 8 y = -3426ln(x) Pro 11 y = -1799ln(x) Page 2 of 21

3 Inhoudstabel 1 Inleiding Materiaal en methoden Objecten Proefdesign Draaiboek Proefveld / infrastructuur Behandelingsmethode Beoordelingsmethode Statistische analyse Resultaten en bespreking Resultaten Validiteit van de resultaten Bespreking Besluit Verklaring van de kwaliteitsverantwoordelijke Page 3 of 21

4 1 Inleiding NutriDix nv specialiseert zich in de productie van organische en organo-minerale meststoffen. Het doel van deze proef was de mineralisatie van 2 organische (Pro 2 en Pro 11) en 2 organo-minerale (Pro 1 en Pro 8) meststoffen in praktijkomstandigheden in een teelt van sla weer te geven. Niet alle organische stikstof komt immers even snel vrij, aan de hand van metingen zou dat in beeld kunnen gebracht worden. Er werd gekozen om Kjeldahl-N te analyseren omdat men ervan uit gaat dat de vrijgestelde nitrische stikstof snel wordt opgenomen door de plant en aldus geen juiste waarde weergeeft. Er werd getracht een antwoord te vinden op de kernvraag hoe lang blijft er Kjeldahl-N beschikbaar. 2 Materiaal en methoden 2.1 Objecten Object Tabel 1: Objectomschrijving N per 100 kg meststof (in kg) N toegevoegd per pot van 2 liter (in kg) Meststof toegevoegd per pot 2 van liter (in kg) Meststof toegevoegd per m³ (in kg) Onbemest Pro Pro Pro Pro Pro (+2 MgO) is een organo-minerale meststof bestaande uit 6 % organische stikstof en 9 % ureumstikstof Pro (+4 MgO) is een organische meststof bestaande uit 6% organische stikstof Pro (+ 2 MgO) is een organo-minerale meststof bestaande uit 4.5% organische stikstof, 4% ureumstikstof en 1.5% ammoniumstikstof Pro (+ 4 MgO) is een organische meststof bestaande uit 4 % organische stikstof 2.2 Proefdesign Proefdesign Gerandomiseerde blokkenproef Aantal parallellen 4 Aantal objecten 5 Aantal planten/plot 16 planten/object/parallel Page 4 of 21

5 2.3 Draaiboek 06/11/2010 Zaai 14/01/2011 Plant 14/01/2011 Staalname: week 0 21/01/2011 Staalname: week 1 28/01/2011 Staalname: week 2 04/02/2011 Staalname: week 3 11/02/2011 Staalname: week 4 18/02/2011 Staalname: week 5 25/02/2011 Staalname: week 6 04/03/2011 Staalname: week 7 11/03/2011 Staalname: week 8 18/03/2011 Staalname: week 9 25/03/2011 Staalname: week 10 01/04/2011 Staalname: week 11 08/04/2011 Staalname: week 12 08/04/2011 Oogst 2.4 Proefveld / infrastructuur GPS-coördinaten Gemeente Land Locatie proef Voorgaande teelt Ras (+zaadhuis) Teeltsysteem N: '; E: ' Kruishoutem België Serre Nvt Gardia (Rijk Zwaan) Plantpotten van 2 liter Tabel 2: Algemene gewasbescherming Datum Product Dosis per hectare l of kg Actieve stof 18/01/2011 Hermosan 2 kg thiram 24/01/2011 Previcur 1.5 l propamocarb Page 5 of 21

6 Kastemperatuur (in C) /01/ /01/ /01/2011 6/02/ /02/ /02/2011 8/03/ /03/ /03/2011 7/04/ /04/2011 Figuur 1: Kastemperatuur (in C) Page 6 of 21

7 Relatieve vochtigheid (in %) /01/ /01/ /01/2011 6/02/ /02/ /02/2011 8/03/ /03/ /03/2011 7/04/ /04/2011 Figuur 2: Relatieve vochtigheid (in %) Page 7 of 21

8 Straling (in W/m²) /01/ /01/ /01/2011 6/02/ /02/ /02/2011 8/03/ /03/ /03/2011 7/04/ /04/ Figuur 3: Straling (in W/m²) Page 8 of 21

9 2.5 Behandelingsmethode De proefmeststoffen werden d.m.v. een substraatmixer tien minuten gemengd met onbemeste potgrond. Plastiek plantenpotten met een inhoud van twee liter werden gevuld met dit mengsel en hierin werd de sla geplant. Er werd één gram stikstof (ongeacht de bron) toegediend per twee liter potgrond. De proef werd aangelegd in vier parallellen, per parallel werden zestien planten voorzien. 2.6 Beoordelingsmethode Wekelijks werden, per object, vier slaplanten geoogst (één van elke parallel). De perspot werd uit de plantenpot gehaald en geëlimineerd. Daarna werd de massa van de krop en de resterende hoeveelheid Kjeldahl-N aanwezig in de potgrond bepaald. De wortels werden voor dat laatste zo goed als mogelijk uit de potgrond gehaald. De potgrond werd 24 uur gedroogd op 45 C (geadviseerde voorbehandeling) en de stalen werden opgestuurd naar het Laboratorium Chemische Analysen van Hogeschool Gent. De resterende hoeveelheid Kjeldahl-N werd bepaald per object maar gemengd over de vier parallellen om de analysekost te drukken. Op het eind van de teelt werd elke parallel afzonderlijk geanalyseerd om een statistische verwerking te kunnen uitvoeren. Kjeldahl-N is de som van organisch stikstof (inclusief ureum), ammoniak en ammonium. Men koos ervoor Kjeldahl-N te meten omdat men ervan uit gaat dat de vrijgestelde nitrische stikstof vrij snel wordt opgenomen door de plant en aldus geen juiste waarde weergeeft. De watergift gebeurde zodanig dat het schaaltje niet kon overlopen en dat er dus geen nutriënten konden uitlogen. De aanwezige minerale stikstof diende dus opgenomen te zijn door de plant. Het mogelijke N-verlies via ammoniakale vervluchtiging werd niet in rekening gebracht. Bij het begin en op het eind van de teelt werd per object, maar gemengd over de vier parallellen, geanalyseerd hoeveel nutriënten (B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S en Zn) aanwezig waren in de met meststof gemengde potgrond. Op het eind van de teelt werd de plantkwaliteit beoordeeld. De analyses werden, zoals eerder vermeld, uitgevoerd door het Laboratorium Chemische Analysen, Departement Biowetenschappen en Landschapsarchitectuur, Hogeschool Gent. Dit laboratorium werkt volgens ISO Voor de bepaling van de hoeveelheid Kjeldahl-N wordt het gedroogde (24 uur op 45 C) en gemalen monster behandeld met kokend H 2 SO 4. De ammoniakale en organische stikstof wordt in aanwezigheid van een katalysator (Se-mengsel) omgezet tot (NH 4 ) 2 SO 4. In sterk alkalisch midden wordt NH 3, afkomstig van (NH 4 ) 2 SO 4, door stoomdestillatie vrijgesteld en opgevangen in een verzadigde boorzuuroplossing, die getitreerd wordt met 0,1 N HCl. Voor de bepaling van mineralen wordt het gedroogde (24 uur op 45 C) en gemalen monster verast op 500 C, de as wordt opgelost in HNO 3 en de mineralen in de asoplossing worden bepaald met ICP. 2.7 Statistische analyse Eerst en vooral werd getest of de varianties van verschillende groepen van een variabele gelijk zijn of niet, dit gebeurde met de Levene test. De nulhypothese die stelt dat de varianties gelijk zijn, diende voor kropmassa week 10 en kropmassa week 11 zelfs na een log en een vierkantswortel transformatie verworpen te worden. Deze variabelen werden verder niet-parametrisch onderzocht met de Kruskal-Wallis test en een Mann-Whitney test. De andere variabelen werden onderworpen aan een ANOVA test. Er werden significante verschillen vastgesteld (p<0.05), waardoor de nulhypothese diende verworpen te worden: de gemiddelden zijn niet gelijk. De symbolen duiden op verschillende significantieniveaus. Page 9 of 21

10 Figuur 4: Proefopzet Page 10 of 21

11 3 Resultaten en bespreking 3.1 Resultaten Kropmassa (week 1 t/m week 12) Tabel 3: Kropmassa (in gram) week 1 week 2 week 3 week 4 week 5 week 6 week 7 week 8 week 9 week 10 week 11 week 12 Onbemest a 19.9 a 36.0 a 50.1 a 63.9 b 81.3 b 88.3 c 93.0 b b c Pro a 18.1 a 40.3 a 65.1 a a a b a a ab Pro a 21.0 a 39.3 a 70.4 a a a b a a b Pro a 18.9 a 38.7 a 62.2 a a a a a a a Pro a 19.7 a 38.2 a 66.0 a a a b a a ab p-waarde Statistische methode Anova Anova Anova Anova Anova Anova Anova Kruskal-Wallis Kruskal-Wallis Anova Transformatie wortel(x) Page 11 of 21

12 Kropmassa (in gram) Onbemest Pro 1 Pro 2 Pro 8 Pro week 1 week 2 week 3 week 4 week 5 week 6 week 7 week 8 week 9 week 10 week 11 week 12 Figuur 5: Kropmassa week 1 t/m week 12 (in gram) Page 12 of 21

13 Figuur 6: Geoogste planten week 6 (van links naar rechts: onbemest, Pro 1, Pro 2, Pro 8, Pro 11) Figuur 7: Geoogste planten week 9 (van links naar rechts: onbemest, Pro 1, Pro 2, Pro 8, Pro 11) Page 13 of 21

14 Figuur 8: Geoogste planten week 12 (van links naar rechts: onbemest, Pro 1, Pro 2, Pro 8, Pro 11) Page 14 of 21

15 Kjeldahl-N (week 0 t/m week 12) Tabel 4: Kjeldahl-N (in mg/kg) week 0 week 1 week 2 week 3 week 4 week 5 week 6 week 7 week 8 week 9 week 10 week 11 week 12 Onbemest a Pro a Pro a Pro a Pro a Gemiddelde p-waarde 0.25 Statistische methode Anova Tabel 5: Kjeldahl-N (in mg/kg) van bemest object - onbemest object week 0 week 1 week 2 week 3 week 4 week 5 week 6 week 7 week 8 week 9 week 10 week 11 week 12 Pro Pro Pro Pro Page 15 of 21

16 Kjeldahl-N (in mg/kg) Onbemest Pro 1 Pro 2 Pro 8 Pro week 0 week 1 week 2 week 3 week 4 week 5 week 6 week 7 week 8 week 9 week 10 week 11 week 12 Figuur 9: Kjeldahl-N (in mg/kg) Page 16 of 21

17 Kjeldahl-N (in mg/kg) van bemest object - onbemest object Pro 1: y = -1589ln(x) R² = Pro 2: y = -1980ln(x) R² = Pro 8: y = -3426ln(x) R² = Pro 11: y = -1799ln(x) R² = Pro 1 Pro 2 Pro 8 Pro 11 Log. (Pro 1) Log. (Pro 2) Log. (Pro 8) Log. (Pro 11) 0 week 0 week 2 week 3 week 4 week 5 week 6 week 7 week 8 week 9 week 10 week Figuur 10: Kjeldahl-N (in mg/kg) van bemest object - onbemest object Page 17 of 21

18 Andere mineralen (week 0 en week 12) Tabel 6: Andere mineralen in week 0 (in mg/kg) B Ca Cu Fe K Mg Mn Na P S Zn Onbemest Pro Pro Pro Pro Tabel 7: Andere mineralen in week 12 (in mg/kg) B Ca Cu Fe K Mg Mn Na P S Zn Onbemest Pro Pro Pro Pro Tabel 8: Verschil tussen de mineralen: week 0 - week 12 (in mg/kg) B Ca Cu Fe K Mg Mn Na P S Zn Onbemest Pro Pro Pro Pro Page 18 of 21

19 Plantkwaliteit (week 12) Tabel 9: Plantkwaliteit bij oogst Uniformiteit Gewasvolume Bolomvang Bladkleur Kropsluiting Rand Schotaanleg Onbemest Pro Pro Pro Pro Gemiddelde = heterogeen slecht klein bleek open veel veel 9= uniform goed groot donker gesloten geen geen 3.2 Validiteit van de resultaten Precisie De onbemeste potgrond met proefmeststof werd in week 0 gedroogd en opgestuurd voor analyse. Er werd per object evenveel stikstof toegevoegd, enkel de bron was anders. Pro 1 bevat 6 % organische stikstof en 9 % ureumstikstof; Pro 2 bevat 6% organische stikstof; Pro 8 bevat 4.5% organische stikstof, 4% ureumstikstof en 1.5% ammoniumstikstof; Pro 11 bevat 4 % organische stikstof. Kjeldahl- N is de som van organisch stikstof (inclusief ureum), ammoniak en ammonium. Normaal gezien diende de N-inhoud van object Pro1, Pro 2, Pro 8 en Pro 11 op tijdstip week 0 dus gelijk te zijn. Toch werd een verschil vastgesteld, zie tabel 4. De precisie was dus eerder laag (standaardfout: 1924 mg/kg). Verhoging van gemeten Kjeldahl-N vanaf week 8 Zoals te zien is in tabel 4 en in figuur 9 stijgt de gemeten Kjeldahl-N na week 8. Vanaf die meting was het niet eenvoudig om de wortels uit de potgrond te verwijderen. Daarom denken we dat de gemeten Kjeldahl-N uit potgrond, wortels en proefmeststof komt. Door de Kjeldahl-N uit het onbemeste object van de bemeste objecten af te trekken, zoals in tabel 5 en figuur 10 te zien is, kunnen we de Kjeldahl- N uit de proefmeststof benaderen. Dit is echter een benadering, het is geen juiste waarde. Verhoging van gemeten andere mineralen in week 12 In week 0 en in week 12 werden de elementen B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S en Zn gemeten. Voor de bepaling van de mineralen werd het gedroogde (24 uur op 45 C) en gemalen monster verast op 500 C, de as werd opgelost in HNO 3 en de mineralen in de asoplossing werden bepaald met ICP. Deze methode is een totale destructie, wat wil zeggen dat alle elementen gemeten kunnen worden (incl. deze aanwezig in organische complexen). Uitzondering op deze regel is zwavel (S) aangezien een deel ervan verdampt. Op het eind van de teelt (week 12) worden er van verschillende mineralen (Ca, Mg, S, Zn, P, Mn, Fe, Cu, B) meer teruggevonden dan bij het begin van de teelt (week 1). Waarschijnlijk komt dit door meetfouten, aangezien slechts 1 meting gebeurde over de 4 parallellen heen. Page 19 of 21

20 3.3 Bespreking Kropmassa (week 1 t/m week 12) Vanaf week 7 werd vastgesteld dat de massa van het onbemeste object significant lager was dan de bemeste objecten. In week 9 was de kropmassa van het object Pro 8 significant het hoogst. De Pro 8 meststof is een organo-minerale meststof die 4.5% organische stikstof, 4% ureumstikstof en 1.5% ammoniumstikstof bevat. Het is de enige meststof die ammonium bevat. De omzetting van ammonium naar nitraat gebeurt veel sneller dan van organische N of ureum naar nitraat. Stikstof is dus sneller beschikbaar onder de vorm van de goed opneembare nitraat als het onder de vorm van ammonium aanwezig is dan wanneer het in organische of in ureum vorm aanwezig is. Dat verklaart hoogstwaarschijnlijk het verschil. Kjeldahl-N (week 0 t/m week 12) Zoals te zien is in tabel 4, werd vrij veel Kjeldahl-N gemeten in de onbemeste potgrond. Om de hoeveelheid Kjeldahl-N te benaderen die werd toegediend via de meststof, werden de analyseresultaten van het onbemeste object (= Kjeldahl-N uit potgrond en wortels) van de bemeste objecten (= Kjeldahl-N uit potgrond, wortels en potgrond) afgetrokken. Zo werd getracht de Kjeldahl-N uit de proefmeststof te benaderen. Deze waarden (behalve de negatieve waarden uit week 1 en week 11, zie tabel 5) werden uitgezet in een grafiek (figuur 10). Per object werd een trendlijn en een correlatiecoëfficiënt toegevoegd. De logaritmische curve bleek het meest overeen te komen met de afname van de Kjeldahl-N in de potgrond. Ook al is de correlatie laag, Pro 2 en Pro 11, de twee zuiver organische meststoffen, vertonen een ± identieke curve. Pro 8, de meststof die zowel organische stikstof als ureum en ammonium bevat, heeft een veel steiler verloop. Dat is logisch aangezien ammonium sneller omgezet en opgenomen kan worden. Andere mineralen (week 0 en week 12) Doordat er op het eind van de teelt (week 12) vaak meer teruggevonden wordt dan bij het begin van de teelt (week 1), is het onmogelijk om het verschil tussen de objecten (tabel 6 en 7) of tussen de tijdstippen (tabel 8) te beoordelen. Plantkwaliteit (week 12) De Pro 8 meststof scoorde het best qua uniformiteit, gewasvolume, bolomvang en bladkleur. Deze meststof lijkt het best aangewezen bij een groenteteelt die toch vrij snel en veel stikstof nodig heeft. Het feit dat hier meer rand werd vastgesteld en dat deze kroppen gevoeliger waren voor schot, heeft enkel te maken met het feit dat de sla al enkele weken overrijp was. Door een groter kropgewicht is de gevoeligheid voor rand veel groter. De vastgestelde rand kan hier niet als nadelig beschouwd worden. Page 20 of 21

21 4 Besluit De correlatiecoëfficiënt tussen de gemeten Kjeldahl-N en de logaritmische trendlijn is klein. In feite kan er niet gesproken worden over een echte afbraakcurve. Wanneer we de curven toch beschouwen, merken we een ± identiek verloop voor Pro 2 en Pro 11, de twee zuiver organische meststoffen. Pro 8, de meststof die zowel organische stikstof als ureum en ammonium bevat, heeft een veel steiler verloop. Dat is logisch aangezien ammonium sneller omgezet of opgenomen kan worden. Onderstaande tabel probeert een antwoord te geven op de vraag hoe lang blijft er Kjeldahl-N beschikbaar?. Van de Pro 11 meststof blijft er, volgens deze formule, 24 weken Kjeldahl-N beschikbaar. Van de Pro 8 meststof is de Kjeldahl-N na 11 weken omgezet. Toch moeten deze waarden met enige voorzichtigheid beschouwd worden aangezien de correlatie tussen de meetwaarden en de trendlijn laag is. Object Vergelijking: y = Kjeldahl-N (in mg/kg) x = tijd (in weken) y = 0; x =? Pro 1 y = -1589ln(x) Pro 2 y = -1980ln(x) Pro 8 y = -3426ln(x) Pro 11 y = -1799ln(x) Verklaring van de kwaliteitsverantwoordelijke De kwaliteitsverantwoordelijke verklaart dat het onderzoek werd uitgevoerd volgens de kwaliteitsborgingspunten vastgelegd in het interne kwaliteitssysteem van het PCG. 6 Vertrouwelijkheid van dit document Zoals afgesproken, dienen deze resultaten niet vertrouwelijk behandeld te worden door het PCG. Wij willen nog meedelen dat het PCG is niet verantwoordelijk is voor foute, niet erkende adviezen ten gevolge van de verspreiding van dit document. Page 21 of 21